親本暴露于四溴雙酚A對(duì)子代發(fā)育的不利影響
文獻(xiàn)導(dǎo)讀
2021年2月12日,來自華南環(huán)境科學(xué)研究所的于云江教授在Journal of Hazardous Materials上發(fā)表了題為Exposure of adult zebrafifish (Danio rerio) to Tetrabromobisphenol A causes neurotoxicity in larval offffspring, an adverse transgenerational effffect的文章。
研究介紹
在一些商業(yè)產(chǎn)品(例如,印刷電路板和電子組件),四溴雙酚A (TBBPA)是使用最廣泛的溴化阻燃劑(BFR)。在相關(guān)產(chǎn)品的制造、使用和處理中,TBBPA不可避免地會(huì)釋放到水中。有研究顯示,中國第五大淡水湖巢湖的TBBPA濃度最高(850-4870 ng/L)。并且,TBBPA可以在生物樣本中持續(xù)檢測(cè)到,如人類母乳和產(chǎn)婦/臍帶血樣本。這引起了公眾對(duì)其后代潛在健康風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)注。雖然TBBPA可能是一個(gè)相對(duì)安全的化合物,但是TBBPA對(duì)早期發(fā)育仍有不利影響。目前,考慮到水生環(huán)境的實(shí)際情況,尚未進(jìn)一步探討親本暴露在TBBPA后對(duì)子代發(fā)育的不利影響以及跨代效應(yīng)的潛在機(jī)制。
甲狀腺激素(THs)在早期生命階段的胚胎發(fā)育和器官分化的調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用。TBBPA在結(jié)構(gòu)上類似甲狀腺原氨酸(T4)或三碘甲狀腺原氨酸(T3),從而破壞脊椎動(dòng)物甲狀腺內(nèi)分泌系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。研究發(fā)現(xiàn),斑馬魚暴露在TBBPA下會(huì)導(dǎo)致發(fā)育窗口期運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的發(fā)育的延遲,進(jìn)而導(dǎo)致幼蟲運(yùn)動(dòng)活動(dòng)的減少。與單純的暴露在TBBPA相比,T3存在的TBBPA暴露情況可以消除TBBPA誘導(dǎo)的神經(jīng)行為改變,這表明TBBPA誘導(dǎo)產(chǎn)生的斑馬魚幼蟲神經(jīng)毒性可能歸因于T3被破壞。于是作者以斑馬魚為模型,探討成年魚暴露在TBBPA中是否會(huì)破壞T3水平,并影響F1代的神經(jīng)行為。
首先,成年斑馬魚暴露在0、3、30或300 μg/L TBBPA的水環(huán)境中,觀察42 d,未發(fā)現(xiàn)死亡,雄雌魚運(yùn)動(dòng)活動(dòng)無差異,且幼魚的死亡率、孵化率和畸變率均無顯著差異。但是,經(jīng)過光-暗(10min光周期/ 10min暗周期/ 10min光周期/ 10min暗周期)刺激,暴露在300 μg/L TBBPA中的幼魚游動(dòng)速度明顯變慢。成年斑馬魚暴露在不同濃度的TBBPA后,其成年卵巢、睪丸和子代胚胎中TBBPA的生物積累量呈濃度依賴性。在相同的暴露濃度下,子代胚胎中TBBPA的生物積累量顯著低于母體卵巢。暴露在相同濃度下,卵巢和睪丸的TBBPA積累具有差異,且睪丸積累量更多。300 μg/L TBBPA環(huán)境顯著降低了斑馬魚幼魚和胚胎的T3水平,而T4水平差異不顯著。
作者檢測(cè)了后代胚胎和幼魚的神經(jīng)遞質(zhì)水平,包括AChE,DA和GABA。作者發(fā)現(xiàn)只有DA水平顯著減少。隨后,作者檢測(cè)了8個(gè)與DA相關(guān)的基因的轉(zhuǎn)錄水平的表達(dá),發(fā)現(xiàn)暴露在最高濃度的TBBPA中,只有drd2b和drd3明顯下調(diào),而其他基因(drd1b/drd2c/drd4a/thf/mao/slc6a3)表達(dá)沒有差異。
總的來說,本研究發(fā)現(xiàn)暴露在TBBPA中的斑馬魚,TBBPA可積聚在卵巢和睪丸中,并轉(zhuǎn)移到胚胎中,進(jìn)而對(duì)幼魚產(chǎn)生神經(jīng)毒性。但對(duì)親本暴露于TBBPA后的神經(jīng)行為沒有影響,這表明幼魚后代的運(yùn)動(dòng)行為比親本暴露于TBBPA后的更容易受到影響。TBBPA誘導(dǎo)的跨代效應(yīng)可能包括減少胚胎中從親本轉(zhuǎn)移的T3量,以及干擾幼魚多巴胺的產(chǎn)生或多巴胺受體mRNA的表達(dá)。